FR2755729A1

FR2755729A1 - Turbomoteur a double flux pourvu d'une tuyere confluente et d'un inverseur de poussee

Info

Publication number: FR2755729A1
Application number: FR9613728A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1998-05-15
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: FR2755729B1; US5956939A

Abstract

La présente invention concerne un turbomoteur à double flux, pourvu d'une tuyère confluente (8) et d'un inverseur de poussée (7). Selon l'invention, le turbomoteur comporte: - des moyens commandés (14) disposés à la périphérie de ladite tuyère confluente (8), au voisinage du débouché du conduit annulaire de dérivation (4) dans celle-ci, pour faire varier la section de confluence; et - des moyens de déplacement des axes de pivotement (20) des portes d'inversion (7) pour réduire la section de l'orifice de sortie de la tuyère lorsque lesdits moyens commandés (14) de variation de la section de confluence augmentent ladite section de confluence et, inversement, pour augmenter ladite section de l'orifice de sortie de la tuyère lorsque lesdits moyens commandés (14) réduisent ladite section de confluence.

Description

La présente invention concerne un turbomoteur à double flux et à tuyère confluente, spécialement destiné à la propulsion des aéronefs et équipé d'un inverseur de poussée.

On sait qu'un turbomoteur à double flux comporte un générateur central émettant un flux de gaz chaud et un conduit annulaire de dérivation (canal de fan) entourant ledit générateur central et à travers lequel passe un flux de dérivation de gaz relativement froid provenant d'un ventilateur. Un tel turbomoteur est équipé d'une tuyère unique qui prolonge ledit conduit annulaire vers l'extérieur au-delà de l'orifice de sortie dudit générateur central et à l'intérieur de laquelle les deux flux, chaud et froid, sont librement confluents. Dans une telle tuyère, dite confluente ou compound, le flux chaud du générateur central est entouré par le flux froid de dérivation en provenance du ventilateur. Dans un tel turbomoteur, le rapport du débit du flux froid au débit du flux chaud (taux de dilution) varie couramment entre 3 et 6.

Puisque, à l'intérieur de la tuyère confluente, il n'existe pas de surface solide séparant les deux flux, les sections respectives des flux à la sortie de ladite tuyère confluente commune résultent non seulement de la géométrie de celle-ci, mais également de l'équilibre des pressions le long de la surface fluide (interface) séparant les deux flux. On comprend aisément que si, par exemple, la pression du flux froid de dérivation augmente, le flux central chaud devra se comprimer radialement : ainsi, dans ce cas, la section de sortie annulaire du flux froid va augmenter alors que la section de sortie centrale du flux chaud va diminuer.

Bien entendu, pour un moteur donné, ces variations de sections relatives vont dépendre des conditions de fonctionnement dudit moteur, telles que par exemple la vitesse et l'altitude de l'aéronef et la température de l'air ambiant, ainsi que de la position de la manette des gaz et elles ne coïncident pas exactement avec les dimensions optimales permettant d'obtenir les meilleures performances possibles du moteur.

On remarquera que, pour la plupart des utilisations, de telles variations relatives de section de flux par rapport à des sections idéales donnant les performances optimales ne sont pas trop nuisibles, car compensées en partie par la souplesse de fonctionnement des moteurs à double flux.

Cependant, d'une façon générale, la poussée maximale développée par ces moteurs correspond soit à l'obtention d'une température de fonctionnement limite, soit à une vitesse de rotation limite (régime limite), ces deux limites n'étant qu'exceptionnellement concomittantes. Ainsi, dans le cas particulier important de la poussée au décollage par température ambiante élevée, il est courant que cette poussée soit définie par la température limite, alors que la vitesse de rotation est bien inférieure à la vitesse limite.

Pour permettre à un tel turbomoteur d'avoir des conditions de fonctionnement aussi proches que possible des conditions idéales, le document FR-A-2 602 550 (qui correspond au document US-A-4 930 308) prévoit, à la périphérie du conduit annulaire de dérivation, à l'emplacement où celui-ci débouche dans la tuyère confluente, des moyens commandés, tels que des corps mobiles ou des volets, susceptibles de réduire de façon contrôlée la section de confluence et la section de sortie du flux froid et, donc, d'augmenter en conséquence la section de sortie du flux chaud, ce qui entraîne un abaissement de la température de fonctionnement du générateur de gaz et rend possible une augmentation du régime du turbomoteur. Cependant, on a constaté qu'une telle réduction de la section de sortie du flux froid pouvait engendrer des risques de pompage du ventilateur, de sorte que les motoristes s'interdisent de la mettre en oeuvre pour contrôler les conditions de fonctionnement des turbomoteurs à double flux.

Par ailleurs, par les documents FR-A-2 614 939 (qui correspond aux documents US-A-4 966 327 et US-A-5 192 023) et
FR-A-2 728 306, on connaît déjà un turbomoteur à double flux et à tuyère confluente comportant, de plus - un inverseur de poussée comprenant au moins deux portes,
dont chacune d'elles est montée pivotante autour d'un axe
qui est transversal au flux dudit moteur, et qui est
disposé en aval de ladite tuyère confluente, de façon que
chaque porte puisse occuper soit une position repliée pour
laquelle elle forme une partie du carénage dudit turbomo
teur ou du fuselage de l'aéronef, soit une position
déployée pour laquelle elle est disposée transversalement
auxdits flux, l'ensemble desdites portes formant de plus,
en position repliée de celles-ci, au moins une partie de
ladite tuyère confluente - des moyens d'actionnement pour faire prendre simultanément
auxdites portes leur position repliée ou leur position
déployée ; et - des moyens pour déplacer en commun, radialement auxdits
flux, les axes transversaux desdites portes lorsque
celles-ci sont en position repliée.

Ainsi, grâce à une telle disposition, il est possible de faire varier, par l'intermédiaire de l'inverseur de poussée, l'orifice de sortie des gaz du turbomoteur, lorsque lesdites portes sont repliées, c'est-à-dire lorsque le turbomoteur fonctionne en jet direct. Par suite, par commande de l'inverseur en position repliée, on pourrait adapter au mieux cet orifice de sortie à la phase de vol correspondante. En effet, la variation de la section de cet orifice de sortie du turbomoteur entraîne simultanément la variation de la section de sortie du flux chaud et la variation de la section de sortie du flux froid.

L'inverseur de poussée permettrait alors, en plus de son rôle fondamental de freinage au sol, d'améliorer de façon quelque peu paradoxale, les performances de vol, de décollage et d'atterrissage.

Cependant, si l'on examine le fonctionnement réel des tuyères confluentes modernes, dont le taux de dilution est compris entre 3 et 6, on doit constater qu'une augmentation de la section de l'orifice de sortie du turbomoteur entraîne essentiellement l'augmentation de la section de sortie du flux froid et, seulement à titre secondaire, l'augmentation de la section de sortie du flux chaud.

Or, comme indiqué ci-dessus, c'est seulement l'augmentation de la section de sortie du flux chaud qui permet d'abaisser la température de fonctionnement du générateur de gaz chauds pour un régime donné du ventilateur et donc d'augmenter le régime du turbomoteur jusqu'à rétablissement de la température de fonctionnement du générateur de gaz chauds à sa valeur limite, c'est-à-dire d'augmenter la poussée du turbomoteur.

L'augmentation de la section de sortie du flux froid n'a, en revanche, qu'un effet nuisible, puisqu'elle conduit, en général, le ventilateur à fonctionner avec un rendement plus faible.

Ainsi, contrairement à l'enseignement du document FR-A-2 614 939, il apparaît clairement qu'une bonne adaptation de la tuyère confluente ne saurait être obtenue par simple réglage de la section de l'orifice de sortie du turbomoteur.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et de rendre réellement possible l'utilisation de l'inverseur de poussée, en position repliée, pour améliorer les performances du turbomoteur.

A cette fin, selon l'invention, le turbomoteur à double flux et à tuyère confluente pour aéronef - comportant un générateur central émettant par son orifice
de sortie un flux de gaz chaud et un conduit annulaire de
dérivation qui entoure ledit générateur central et à
travers lequel passe un flux de gaz relativement froid,
lesdits flux de gaz chaud et froid étant librement
confluents à l'intérieur de ladite tuyère, qui prolonge en
convergeant ledit conduit annulaire au-delà de l'orifice
de sortie dudit générateur central, ledit conduit annu
laire de dérivation définissant dans le plan de l'orifice
de sortie du générateur central la section de confluence - équipé d'un inverseur de poussée comprenant
au moins deux portes d'inversion, dont chacune d'elles
est montée pivotante autour d'un axe qui est transversal
auxdits flux du turbomoteur et qui est disposé au
voisinage de l'orifice de sortie de ladite tuyère
confluente, de façon que chaque porte d'inversion puisse
occuper soit une position repliée pour laquelle elle
forme une partie du carénage dudit turbomoteur ou du
fuselage de l'aéronef, soit une position déployée pour
laquelle elle est disposée transversalement auxdits
flux, lesdites portes d'inversion formant, en position
repliée, au moins la partie de ladite tuyère confluente
voisine de l'orifice de sortie de celle-ci ; et
des moyens d'actionnement pour faire prendre simultané
ment auxdites portes d'inversion leur position repliée
ou leur position déployée ; et - comportant des moyens commandés disposés à la périphérie
de ladite tuyère confluente, au voisinage du débouché
dudit conduit annulaire de dérivation dans celle-ci, pour
faire varier ladite section de confluence, est remarquable - en ce qu'il comporte des moyens pour déplacer en commun,
radialement auxdits flux, les axes transversaux de pivote
ment desdites portes d'inversion lorsque celles-ci sont en
position repliée, afin de faire varier la section de
l'orifice de sortie de ladite tuyère confluente ; et - en ce que lesdits moyens de déplacement des axes de
pivotement des portes d'inversion réduisent ladite section
de l'orifice de sortie de la tuyère lorsque lesdits moyens
commandés de variation de la section de confluence augmen
tent ladite section de confluence et, inversement, augmen
tent ladite section de l'orifice de sortie de la tuyère
lorsque lesdits moyens commandés réduisent ladite section
de confluence.

Ainsi, il est possible d'augmenter la section de sortie du flux chaud par réduction de la section de confluence, tout en évitant tout pompage du ventilateur grâce au maintien de la section de sortie du flux froid par augmentation de la section de l'orifice de sortie de la tuyère. En d'autres termes, au contrôle de la section de confluence, on associe un contrôle limité de la section de sortie de la tuyère, juste suffisant pour éviter toute réduction de la section de sortie du flux froid.

Si on se reporte aux caractéristiques des tuyères confluentes à taux de dilution de l'ordre de 3 à 6, on constate qu'une réduction d'environ 13% de la section de confluence entraîne une augmentation d'environ 1,5% de la section de sortie du flux chaud, que la réduction correspondante de la section de sortie du flux froid peut être compensée par une augmentation d'environ 2% de la section de l'orifice de sortie de la tuyère et que cette dernière augmentation fait elle-même passer l'augmentation de la sortie du flux chaud de 1,5% à 2%. Tous les pourcentages mentionnés ici sont rapportés à la section totale de l'orifice de sortie de la tuyère.

On remarquera par ailleurs qu'une telle augmentation de la section de sortie du flux chaud exigerait une augmentation d'environ 10% de la section de l'orifice de sortie de la tuyère, sans réduction de la section de confluence, ce qui est pratiquement impossible à réaliser. En effet, d'une part, l'espace requis par les mécanismes de contrôle de la section de l'orifice de sortie de la tuyère dépasserait l'espace normalement disponible, obligeant à des protubérances aérodynamiquement nuisibles. D'autre part, les portes d'inversion ne pourraient pas assurer une continuité satisfaisante des surfaces internes et externes, dans les deux positions repliées imposées par une variation aussi importante de la section de sortie de la tuyère. L'indispensable étanchéité serait pratiquement impossible à assurer. Enfin, l'augmentation considérable (+8%) de la section de sortie du flux froid qui en résulterait, conduirait dans la plupart des cas à une perte de poussée inacceptable.

Ainsi, la mise en oeuvre simultanée, conformément à la présente invention, du contrôle de la section de confluence et du contrôle de la section de l'orifice de sortie de la tuyère, présente un effet de synergie, permettant d'agir efficacement sur les performances du turbomoteur.

Il va de soi que l'on pourrait prévoir, dans le turbomoteur selon l'invention, un réglage pouvant communiquer à ladite section de sortie de la tuyère une pluralité de valeurs entre une valeur minimale et une valeur maximale et à la section de confluence une même pluralité de valeurs entre une valeur maximale et une valeur minimale.

Toutefois, dans un mode de réalisation simple et avantageux de la présente invention, on prévoit seulement que lesdits moyens de déplacement des axes transversaux de pivotement des portes d'inversion communiquent à celles-ci, en position repliée, deux positions stables différentes, dont la première correspond à une section d'orifice de sortie de tuyère maximale adaptée au décollage et à l'atterrissage et dont la seconde correspond à une section d'orifice de sortie de tuyère minimale adaptée au vol de croisière, tandis que lesdits moyens commandés de variation de la section de confluence communiquent à ladite section de confluence une valeur minimale dans ladite première position adaptée au décollage et à l'atterrissage et une valeur maximale dans ladite seconde position adaptée au vol de croisière.

De préférence, le long de l'axe dudit turbomoteur, ladite première position est intermédiaire entre ladite seconde position et la position, reculée, de déploiement desdites portes d'inversion.

Avantageusement, lesdits moyens de variation commandés sont constitués par une pluralité de corps mobiles individuels, de préférence profilés, répartis à la périphérie dudit conduit annulaire de dérivation.

Le nombre et la dimension de ces corps individuels profilés sont adaptés à chaque cas particulier de turbomoteur et des conditions d'utilisation envisagées pour celui-ci. La commande de ces corps mobiles individuels, c'est-à-dire leur mise en place dans le conduit annulaire de dérivation ou leur effacement hors de celui-ci, peut être globale (dans ce cas, il sont tous commandés simultanément de façon identique) ou individuelle. Ils peuvent également être commandés par groupes individuels. En outre, ces corps mobiles individuels peuvent être régulièrement espacés autour de l'axe du moteur, ou bien être concentrés dans une zone circonférentielle particulière dudit conduit de dérivation.

Lesdits corps mobiles individuels sont avantageusement mobiles entre une position escamotée, pour laquelle ils sont logés dans l'épaisseur de la paroi extérieure dudit conduit annulaire et assurent la continuité de ladite paroi, et une position déployée, pour laquelle ils font saillie à l'intérieur dudit conduit annulaire. Dans ce cas, il est avantageux que lesdits corps mobiles individuels passent par rotation de l'une à l'autre de leurs positions.

Dans le cas où, de façon connue, la tuyère confluente comporte des moyens de mélange des flux chaud et froid constitués de convolutions pratiquées à la périphérie de la tuyère d'éjection du générateur central et ménageant entre chaque paire d'entre elles un canal de guidage du gaz du flux froid vers le flux chaud, il est avantageux que, en position déployée, chacun desdits corps mobiles individuels se trouve en regard d'un desdits canaux de guidage.

Comme décrit ci-dessus, il convient de ne commander le passage desdits corps mobiles de leur position escamotée à leur position déployée que simultanément à l'augmentation de la section de l'orifice de sortie de la tuyère, afin d'éviter tout risque de pompage.

La commande desdits corps mobiles et la commande des moyens de déplacement des axes de pivotement des portes d'inversion peuvent être individuelles, avec une éventuelle synchronisation.

Cependant, du fait que lesdits corps mobiles ne sont que très peu chargés aérodynamiquement, on peut avantageusement faire l'économie d'une commande séparée pour lesdits corps mobiles et asservir mécaniquement le pivotement desdits corps mobiles au déplacement des axes de pivotement des portes d'inversion. Ainsi, avantageusement, on prévoit des moyens de couplage mécanique entre lesdits moyens de déplacement des axes de pivotement des portes d'inversion et lesdits moyens commandés de variation de ladite section de confluence (corps rotatifs).

De tels moyens de couplage mécanique peuvent comprendre au moins un câble de traction.

De préférence, lesdits moyens de déplacement des axes de pivotement des portes et lesdits moyens de couplage mécanique agissent à l'encontre de moyens élastiques pressant lesdits portes vers leur première position et lesdits corps mobiles vers leur position déployée, de façon que, en cas de défaillance desdits moyens de couplage, la configuration la mieux adaptée au vol à basse vitesse (grande section de l'orifice de sortie de la tuyère et petite section de confluence) soit automatiquement assurée.

Le turbomoteur conforme à la présente invention est du type décrit dans les documents FR-A-2 728 306 et EP-A-O 717 184, dans lequel les portes d'inversion sont amenées, en vue de leur déploiement, dans une position reculée dans laquelle des moyens de butée radiale, prévus pour coopérer avec l'extrémité avant desdits portes pour en empêcher le déploiement, deviennent inactifs, de tels moyens de butée radiale étant avantageusement formés, d'une part, par le bord avant desdites portes d'inversion et, d'autre part, par le bord arrière de la partie amont dudit turbomoteur, ledit bord avant des portes étant apte à s'engager au moins localement sous le bord arrière de ladite partie amont du moteur.

Ainsi, lesdits moyens de butée radiale autorisent le déplacement des axes transversaux du pivotement entre lesdites première et seconde positions, et la présente invention peut bénéficier du principe de déverrouillage des portes d'inversion par recul.

Par ailleurs, il est avantageux, dans le turbomoteur conforme à la présente invention, que lesdits moyens de déplacement des axes transversaux de pivotement des portes d'inversion comportent, pour chaque porte d'inversion, deux portepivots rotatifs, portés chacun par un axe de rotation solidaire du turbomoteur et portant chacun un pivot excentré, les deux pivots desdits porte-pivots étant alignés pour définir l'axe transversal de pivotement de la porte d'inversion correspondante. Dans ce cas, ladite première position de décollage et d'atterrissage, ladite seconde position de vol de croisière et ladite position reculée de déverrouillage et de déploiement des portes d'inversion correspondent, pour chaque porte d'inversion, à trois positions angulaires de leurs porte-pivots correspondants autour de leurs axes de rotation.

On remarquera que la technique de variation de la section de l'orifice de sortie de la tuyère, décrite dans le document
FR-A-2 614 939, est incompatible avec le principe du déverrouillage par recul. En effet, afin d'éviter des interférences mécaniques entre la structure arrière fixe du turbomoteur et le bord avant des portes lors de leur déplacement entre les deux positions en jet direct, la technique de
FR-A-2 614 939 exige que les axes de pivot desdites portes reculent, lorsqu'elles pivotent autour de leurs crochets de verrouillage dans le sens d'une augmentation de la section de l'orifice de sortie de la tuyère. Dans une des réalisations préférées de ce document antérieur, comportant un disque tournant porte-pivot, ceci implique que les axes doivent se déplacer sur le secteur arrière du disque tournant.

Le déverrouillage par recul devient donc impossible.

En revanche, dans le turbomoteur conforme à la présente invention qui met en oeuvre une structure du type de celle décrite dans EP-A-0 717 184, cette difficulté disparaît. En effet, cette structure prévoit et organise le glissement du bord avant des portes sous le bord arrière de la structure fixe. Il n'y a donc pas d'interférence mécanique lorsque l'on utilise le secteur avant du disque porte-pivot pour passer d'une section à l'autre de l'orifice de sortie de la tuyère. De plus, le bord avant des portes glisse constamment sous le bord arrière de la structure fixe, garantissant par là même une parfaite continuité entre les surfaces fixes et mobiles et une minimisation de la traînée aérodynamique. En revanche, dans le système du document FR-A-2 614 939, les défauts d'alignement entre les surfaces, résultant de la rotation des portes autour de leurs crochets de verrouillage, s'ajoutent aux déformations desdites portes sous l'effet des charges aérodynamiques, pour engendrer une traînée aérodynamique élevée.

Par ailleurs, en ce qui concerne l'installation desdits corps rotatifs dans la zone de confluence, il faut remarquer qu'elle serait très difficile s'il existait déjà, dans la même zone, d'autres mécanismes tels que les systèmes de verrouillage à crochets commandés du document FR-A-2 614 939 et les volets de striction de l'écoulement froid décrits dans le document FR-A-2 456 216.

Tel n'est pas le cas dans le turbomoteur de l'invention, puisqu'il ne comporte aucun crochet de verrouillage des portes en position repliée.

Par ailleurs, on peut remarquer que les corps rotatifs utilisés comme décrit ci-dessus pour restreindre la section de confluence lorsque les portes sont repliées, sont également déployés, lorsque les portes d'inversion sont déployées, de sorte que le passage du flux de gaz froid dans le conduit annulaire de dérivation est réduit. Comme cela est décrit dans FR-A-2 456 216, il en résulte que le flux de gaz chaud ne peut venir, en jet inversé, en contact direct avec la structure de l'inverseur. Celui-ci peut donc alors être réalisé en matériaux légers, tels qu'alliages d'aluminium ou matériaux composites, ce qui renforce considérablement les avantages de légèreté attachés à la structure de l'inverseur du document EP-A-0 717 184.

On remarquera de plus que, lesdits corps rotatifs étant rendus actifs en position déployée des portes d'inversion, le recul de celles-ci préalablement à leur déploiement, fait chuter la contre-pression résultant de ce déploiement, de sorte qu'il n'existe aucun risque de pompage du ventilateur.

Ainsi, loin de constituer une complication supplémentaire, l'installation des corps rotatifs conformément à l'invention présente donc le double avantage d'assurer, en jet direct, une adaptation réellement optimisée de la tuyère et, en inversion de poussée, de remplacer totalement le système des volets de striction de FR-A-2 456 216 garantissant une faible température sur lesdites portes d'inversion.

Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.

La figure 1 est une demi-vue schématique, en coupe longitudinale, de la partie arrière d'un exemple de réalisation du turbomoteur conforme à la présente invention, en position de vol de croisière.

La figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne
II-II de la figure 1.

La figure 3 est une demi-vue schématique, en coupe longitudinale, de la partie arrière du turbomoteur des figures 1 et 2, en position de décollage ou d'atterrissage.

La figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne
IV-IV de la figure 3.

La figure 5 est une demi-vue schématique, en coupe longitudinale, de la partie arrière du turbomoteur des figures 1 à 4, en position de déverrouillage et de déploiement des portes d'inversion.

Les figures 6, 7 et 8 illustrent un mode de réalisation du montage et de la commande des axes de pivotement des portes d'inversion, respectivement en position de vol de croisière, en position de décollage ou d'atterrissage et en position de déverrouillage et de déploiement des portes d'inversion.

La figure 9 est une vue en perspective schématique, avec arrachement, de la partie arrière dudit turbomoteur, montrant le dispositif de couplage mécanique entre les corps rotatifs et la commande de positionnement des axes de pivotement des portes d'inversion.

La figure 10 illustre ledit couplage mécanique pour la position de vol de croisière.

La figure 11 est une vue schématique de l'arrière du turbomoteur, lesdits corps rotatifs étant dans la position correspondant au vol de croisière.

La figure 12 illustre ledit couplage mécanique pour les positions décollage et atterrissage (et pour la position d'inversion de poussée, à quelques détails près de positionnement des organes).

La figure 13 est une vue schématique de l'arrière du turbomoteur, lesdits corps rotatifs étant dans une position correspondant au décollage, à l'atterrissage et à 1 'inver- sion de poussée.

La partie arrière de turbomoteur à double flux d'axe longitudinal X-X, montrée schématiquement sur la figure 1, comporte un générateur central 1 émettant par son orifice de sortie 2 un flux de gaz chaud (flèches 3) et un conduit annulaire de dérivation 4 qui entoure ledit générateur central 1 et à travers lequel passe un flux de dérivation de gaz relativement froid (flèches 5) engendré par un ventilateur (non représenté). La paroi extérieure 6 du conduit annulaire 4 est prolongée, vers l'arrière, au-delà du plan de l'orifice de sortie 2 du générateur central 1, par des portes d'inversion de poussée 7 qui forment, au moins en partie, une tuyère convergente confluente 8 se terminant à l'arrière du turbomoteur par un orifice de sortie 9 (voir également la figure 2).

Ainsi, la section de confluence du turbomoteur est définie par la section annulaire du conduit 4 dans le plan de l'orifice de sortie 2 du générateur central 1.

Le bord avant 10 des portes d'inversion 7 (encore appelé bord d'attaque) est engagé sous le bord arrière 11 de ladite paroi extérieure 6.

Cette paroi extérieure 6 comporte une peau extérieure 6a et une peau intérieure 6b écartées l'une de l'autre par des cadres 12.

En regard de l'orifice de sortie 2 du générateur 1, les peaux 6a et 6b et deux cadres consécutifs 12 déterminent des caissons 13, à l'intérieur desquels sont montés des corps mobiles profilés 14. Chacun des corps 14 est monté pivotant autour de pivots 15 tourillonnant dans des paliers solidaires desdits caissons 13. Ceux-ci comportent, dans la peau intérieure 6b, des ouvertures 16. Sous l'action de moyens d'actionnement (décrits ci-après), chacun des corps profilés rotatifs 14 peut occuper une position escamotée (voir les figures 1 et 2), pour laquelle il est complètement logé à l'intérieur du caisson 13 correspondant en obturant ladite ouverture 16 avec sa face 17 qui assure la continuité de surface avec la peau intérieure 6b ou une position déployée (voir les figures 3 à 5), pour laquelle il fait saillie à l'intérieur du conduit annulaire de dérivation 4 en passant à travers l'ouverture 16 correspondante. Les corps mobiles profilés 14 sont donc aptes à faire varier la section de confluence de la tuyère.

Le passage de chacune desdites positions à l'autre s'effectue par rotation des corps profilés 14 autour de leurs pivots 15.

A cet effet, les moyens d'actionnement en rotation des corps profilés 14 peuvent comporter un organe commandé 17, tel qu'un maneton ou un pignon, solidaire des pivots 15 et un organe de commande 19, tel qu'un lien ou une couronne dentée coopérant avec les organes commandés 17 de la totalité ou de plusieurs des corps profilés 14.

Par ailleurs, les portes d'inversion de poussée sont montées pivotantes autour d'axes 20, orthogonaux à l'axe longitudinal X-X, et lesdits axes de pivotement 20 sont montés mobiles (de la façon décrite ci-après) pour pouvoir se déplacer, parallèlement à eux-mêmes, parallèlement et/ou transversalement audit axe longitudinal X-X.

Conformément à une particularité importante de la présente invention, il existe une relation entre les positions des corps profilés 14 et les positions des axes de pivotement des portes d'inversion 7 (consécutives aux déplacements des axes de pivotement 20).

Ainsi, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 5, les corps profilés 14 et les portes d'inversion 7 peuvent occuper trois positions relatives a) dans la position représentée sur les figures 1 et 2, qui
correspond au vol de croisière
- les corps profilés 14 sont en position escamotée ; et
- les axes de pivotement 20 occupent leur position 20C la
plus avancée, de sorte que les portes d'inversion 7
occupent également leur position la plus avancée vers
le générateur central 1, avec leur bord avant 10
largement engagé sous le bord arrière 11 de la paroi
extérieure 6.

Dans cette position de croisière, le rayon de l'orifice
de sortie 9 de la tuyère prend une valeur minimale Rm ; b) dans la position représentée sur les figures 3 et 4, qui
correspond au décollage et à l'atterrissage
- les corps profilés 14 sont en position déployée ; et
- les axes de pivotement 20 occupent une position inter
médiaire 20DA, plus reculée et plus éloignée de l'axe
X-X que la position 20C, de sorte que lesdites portes
d'inversion sont reculées par rapport aux figures 1 et
2 avec toutefois le bord avant 10 des portes d'inver
sion 7 toujours en engagement sous le bord arrière 11.

Dans cette position de décollage et d'atterrissage, le
rayon de l'orifice de sortie 9 de la tuyère prend une
valeur maximale RM c) dans la position représentée sur la figure 5, qui corres
pond au déverrouillage et au déploiement des portes
d'inversion 7
- les corps profilés 14 sont en position déployée ; et
- les axes de pivotement 20 occupent une position 20DD,
encore plus reculée que la position 20DA, de sorte que
le bord avant 10 desdites portes d'inversion écha
la butée constituée par le bord arrière 11 du turbomo
teur et qu'il est possible de déployer lesdites portes
(voir la position en traits mixtes).

Sur les figures 6, 7 et 8, on a illustré un exemple de montage et de commande des axes 20 des portes d'inversion 7, dans le cas d'un inverseur de poussée à deux portes 7 diamétralement opposées. Cet inverseur de poussée comporte des vérins d'actionnement principaux 33 (non représentés sur ces figures, mais dont l'un est visible sur la figure 9) susceptibles d'agir sur lesdites portes 7 par des bielles 31, articulées en 32 sur ces dernières.

Dans cet exemple, les pivots formant les axes transversaux de pivotement 20 sont montés de façon excentrée sur un porte-pivot rotatif 21, par exemple en forme de disque, porté par un axe de rotation 22 solidaire du turbomoteur.

Les deux porte-pivots rotatifs 21 associés, d'un même côté du turbomoteur, aux deux portes d'inversion 7 opposées, sont commandés par un vérin commun 23, éventuellement monté élastiquement sur la structure fixe dudit turbomoteur. Sur les figures, ce montage élastique est symbolisé par un ressort 24.

La tige 25 du vérin 23 est coaxiale à l'axe X-X et, à son extremité libre, sont articulées (en 26) deux biellettes 27 et 28, elles-mêmes articulées respectivement (en 29 et en 30) respectivement sur les porte-pivots 21, associés respectivement aux deux portes 7 opposées, de façon à permettre de déplacer simultanément lesdites portes.

Comme le montrent les figures 6, 7 et 8, les points d'articulation 29 et 30 des biellettes 27 et 28 sur les portepivots rotatifs 21 et le montage élastique 24 sont adaptés pour que lesdites biellettes puissent prendre trois positions distinctes stables, correspondant respectivement aux trois positions d'axes de pivotement et de portes d'inversion, illustrées par les figures 1 à 5.

A/ Lorsque la tige 25 du vérin 23 est déployée (voir la
figure 6), les biellettes 27 et 28 se trouvent du côté
arrière des porte-pivots 21 et obligent les axes de
pivotement 20 et donc les portes d'inversion 7 à prendre
leur position la plus avancée avec section minimale de
l'orifice de sortie 9, comme cela est illustrée schémati
quement sur les figures 1 et 2. La figure 6 correspond
donc à la position de croisière.

B/ Lorsque la tige 25 du vérin 23 est rétractée (voir la
figure 7), les biellettes 27 et 28 se trouvent entre les
porte-pivots 21 et obligent les axes de pivotement 20 et
donc les portes d'inversion 7 à prendre leur position
intermédiaire avec section maximale de l'orifice de
sortie 9, comme cela est illustré par les figures 3 et 4.

La figure 7 correspond donc à la position de décollage et
d'atterrissage.

C/ Lorsque la tige 25 du vérin 23 est rétractée et que les
bielles 31 poussent les portes 7 vers l'arrière (voir la
figure 8), les biellettes 27 et 28 passent du côté avant
des porte-pivots 21 et les axes de pivotement 20 et donc
les portes d'inversion 7 prennent leur position la plus
reculée, comme cela est illustré par la figure 5. La
figure 8 correspond donc à la position de déverrouillage
et de déploiement. On remarquera que le passage de la
position de décollage et d'atterrissage à la position de
déverrouillage et de déploiement nécessite l'avance
transitoire du vérin 23, qui est absorbée par le ressort
24.

Sur les figures 9, 10 et 12, on a illustré un mode de réalisation de couplage mécanique entre les portes d'inversion 7 et les corps rotatifs profilés 14. On y a supposé que les deux porte-pivots rotatifs 21 actionnés par un vérin 23 étaient enfermés dans un boîtier 34. De plus, sur la figure 9, on n'a pas représenté les bielles 31, actionnées par le vérin principal 33, alors que sur les figures 10 et 12 on n'a pas montré ledit vérin principal 33.

Les corps rotatifs profilés 14 sont répartis à la périphérie de la peau intérieure 6b et forment une chaîne dans laquelle ils sont reliés l'un à l'autre par des barres 35. Chaque barre 35 est articulée de façon excentrée, à ses deux extrémités, sur deux corps rotatifs profilés consécutifs.

Ainsi, il suffit de faire pivoter un corps rotatif 14 de la chaîne, pour faire pivoter tous les corps composant ladite chaîne. En réalité, comme cela est visible sur les figures 11 et 13, lesdits corps rotatifs forment deux chaînes, chacune occupant la moitié de la périphérie de la peau intérieure 6b et étant actionnée à partir d'un boîtier 34 de l'un des deux côtés de l'inverseur, auquel est associé un vérin auxiliaire 23.

Comme on peut le voir, chaque vérin auxiliaire 23 comporte deux chambres séparées par un piston 36, solidaire de la tige 25. Dans celle desdites chambres qui se trouve dudit côté de ladite tige 25, est disposé un ressort de compression 37, tandis que dans l'autre chambre est prévu un orifice d'alimentation 38 du fluide sous pression.

Par ailleurs, du côté opposé à la tige 25, le piston 36 est solidaire d'un câble de traction 39, relié à un corps 14 d'extrémité d'une chaîne par un maneton 40. Le câble 39 est entouré d'une gaine 41 et, entre ledit maneton 40 et l'extrémité correspondante de ladite gaine 41, est disposé un autre ressort de compression 42, entourant l'extrémité dénudée dudit câble.

Lorsque du fluide sous pression est admis dans le vérin 23 à travers l'orifice 38 et que le vérin principal 33 est inactif, le piston 36 est repoussé à l'encontre de l'action du ressort de compression 37, qui se comprime, et la tige de vérin 25 prend sa position déployée, comme cela est illustré sur la figure 6. Simultanément, le câble 39 est tiré par le piston 36 et force les corps rotatifs 14 de la chaîne à laquelle il est relié à prendre leur position escamotée, tout en comprimant le ressort 42 (voir les figures 10 et 11).

Le turbomoteur selon l'invention se trouve alors dans la position de croisière illustrée par les figures 1 et 2.

Si maintenant aucun fluide sous pression n'est admis dans le vérin 23 et si le vérin principal 33 est inactif, le piston 36 est repoussé par le ressort de compression 37, la tige de vérin 25 est rétractée (comme cela est montré sur la figure 7) et le ressort de compression 42 repousse les corps rotatifs 14 dans leur position déployée (voir la figure 13).

Le turbomoteur selon l'invention se trouve alors dans la position de décollage et d'atterrissage illustrée par les figures 3 et 4.

Si, à partir de cette dernière position, les portes 7 sont repoussées vers l'arrière par les vérins 33 et les bielles 31, le couplage prend la configuration illustrée par la figure 12, les corps rotatifs 14 restant déployés (figure 13), puisque le câble 39 reste sous tension et dans la même position.

Le turbomoteur selon l'invention se trouve alors dans la position de déverrouillage et de déploiement des portes d'inversion 7, illustrée par la figure 5.

Si, comme cela est montré sur les figures 11 et 13, la paroi du générateur central 1 comporte des moyens de mélange des flux chaud et froid constitués de convolutions périphériques 43 ménageant entre elles des canaux 44 de guidage du flux de gaz froid vers le flux de gaz chaud, il est avantageux que chacun desdits corps rotatifs profilés 14 se trouve en regard d'un desdits canaux de guidage.

De la description qui précède, on voit qu'il est aisé de passer de la position de décollage à la position de croisière, puis de la position de croisière à la position d'atterrissage et de cette dernière à la position d'inversion de poussée, pour ensuite revenir à la position d'atterrissage ou à la position de croisière.

Claims

REVENDICATIONS

1. Turbomoteur à double flux et à tuyère confluente pour aéronef - comportant un générateur central (1) émettant par son

orifice de sortie (2) un flux de gaz chaud et un conduit

annulaire de dérivation (4) qui entoure ledit générateur

central et à travers lequel passe un flux de gaz relative

ment froid, lesdits flux de gaz chaud et froid étant

librement confluents à l'intérieur de ladite tuyère, qui

prolonge en convergeant ledit conduit annulaire au-delà de

l'orifice de sortie dudit générateur central, ledit

conduit annulaire de dérivation définissant dans le plan

de l'orifice de sortie (2) du générateur central la

section de confluence - équipé d'un inverseur de poussée comprenant

au moins deux portes d'inversion (7), dont chacune

d'elles est montée pivotante autour d'un axe (20) qui

est transversal auxdits flux du turbomoteur et qui est

disposé au voisinage de l'orifice de sortie (9) de

ladite tuyère confluente, de façon que chaque porte

d'inversion puisse occuper soit une position repliée

pour laquelle elle forme une partie du carénage dudit

turbomoteur ou du fuselage de l'aéronef, soit une

position déployée pour laquelle elle est disposée

transversalement auxdits flux, lesdites portes d'inver

sion formant, en position repliée, au moins la partie de

ladite tuyère confluente voisine de l'orifice de sortie

de celle-ci ; et

des moyens d'actionnement (31, 33) pour faire prendre

simultanément auxdites portes d'inversion leur position

repliée ou leur position déployée ; et - comportant des moyens commandés (14) disposés à la péri

phérie de ladite tuyère confluente, au voisinage du

débouché dudit conduit annulaire de dérivation (4) dans

celle-ci, pour faire varier ladite section de confluence, caractérisé - en ce qu'il comporte des moyens (23) pour déplacer en

commun, radialement auxdits flux, les axes transversaux de

pivotement (20) desdites portes d'inversion lorsque

celles-ci sont en position repliée, afin de faire varier

la section de l'orifice de sortie (9) de ladite tuyère

confluente ; et - en ce que lesdits moyens (23) de déplacement des axes de

pivotement (20) des portes d'inversion (7) réduisent

ladite section de l'orifice de sortie (9) de la tuyère

lorsque lesdits moyens commandés (14) de variation de la

section de confluence augmentent ladite section de

confluence et, inversement, augmentent ladite section de

l'orifice de sortie (9) de la tuyère lorsque lesdits

moyens commandés (14) réduisent ladite section de

confluence.

2. Turbomoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (23) de déplacement des axes transversaux de pivotement (20) des portes d'inversion (7) communiquent à celles-ci, en position repliée, deux positions stables différentes, dont la première correspond à une section d'orifice de sortie de tuyère (9) maximale adaptée au décollage et à l'atterrissage et dont la seconde correspond à une section d'orifice de sortie de tuyère (9) minimale adaptée au vol de croisière, et en ce que lesdits moyens commandés de variation de la section de confluence (14) communiquent à ladite section de confluence une valeur minimale dans ladite première position adaptée au décollage et à l'atterrissage et une valeur maximale dans ladite seconde position adaptée au vol de croisière.

3. Turbomoteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, le long de l'axe (X-X) dudit turbomoteur, ladite première position est intermédiaire entre ladite seconde position et la position, reculée, de déploiement desdites portes d'inversion (7).

4. Turbomoteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de variation commandés sont constitués par une pluralité de corps rotatifs profilés individuels (14), répartis à la périphérie dudit conduit annulaire de dérivation (4) et pouvant prendre soit une position escamotée, pour laquelle ils sont logés dans l'épaisseur de la paroi extérieure (6) dudit conduit annulaire et assurent la continuité de celle-ci, soit une position déployée, pour laquelle ils font saillie à l'intérieur dudit conduit annulaire (4).

5. Turbomoteur selon la revendication 4, dans lequel la tuyère confluente comporte des moyens de mélange des flux chaud et froid constitués de convolutions (43) pratiquées à la périphérie de la tuyère d'éjection du générateur central et ménageant entre chaque paire d'entre elles un canal (44) de guidage de gaz du flux froid vers le flux chaud, caractérisé en ce que, en position déployée, chacun desdits corps mobile individuels (14) se trouve en regard d'un desdits canaux de guidage (44).

6. Turbomoteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de couplage mécanique (39) entre lesdits moyens (23) de déplacement des axes de pivotement (20) des portes d'inversion (7) et lesdits moyens commandés (14) de variation de ladite section de confluence, l'action desdits moyens de couplage (39) étant telle que la section de confluence est réduite lorsque la section de l'orifice de sortie (9) de la tuyère croît et inversement.

7. Turbomoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de couplage mécanique comportent au moins un câble de traction (39).

8. Turbomoteur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (23) de déplacement des axes de pivotement (20) des portes d'inversion (7) et lesdits moyens de couplage mécanique agissent à l'encontre de moyens élastiques (37, 42) pressant lesdites portes d'inversion (7) vers ladite première position et lesdits corps mobiles vers leur position déployée.

9. Turbomoteur selon l'une des revendications 2 à 8, dans lequel lesdites portes d'inversion (7) sont amenées, en vue de leur déploiement, dans une position reculée dans laquelle des moyens de butée radiale (11), prévus pour coopérer avec l'extrémité avant (10) desdits portes (7) pour en empêcher le déploiement, deviennent inactifs, caractérisé en ce que lesdits moyens de butee radiale (11) sont adaptés pour autoriser le déplacement des axes transversaux de pivotement (20) entre lesdites première et seconde positions.

10. Turbomoteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée radiale sont formés, d'une part, par le bord avant (10) desdites portes d'inversion (7) et, d'autre part, par le bord arrière (11) de la partie amont dudit turbomoteur, ledit bord avant des portes étant apte à s'engager au moins localement sous ledit bord arrière de ladite partie amont du moteur.

11. Turbomoteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement des axes transversaux de pivotement (20) des portes d'inversion (7) comportent, pour chaque porte d'inversion, deux porte-pivots rotatifs (21), portés chacun par un axe de rotation (22) solidaire du turbomoteur et portant chacun un pivot excentré, les deux pivots desdits porte-pivots étant alignés pour définir l'axe transversal de pivotement (20) de la porte d'inversion correspondante (7).

12. Turbomoteur selon les revendications 2 et 11, caractérisé en ce que ladite première position de décollage et d'atterrissage, ladite seconde position de vol de croisière et ladite position reculée correspondent, pour chaque porte d'inversion (7), à trois positions angulaires des deux porte-pivots correspondants (21) autour de leurs axes de rotation.